Overzicht
Cijfers
3+ (leeftijd 8+)
Tijd
40 minuten per lab
Essentiële vraag/vragen van de eenheid
- Wat is een sensor?
- Wat zijn data?
- Hoe kunnen we data gebruiken om problemen op te lossen?
Eenheidsbegrippen
In deze module komen de volgende concepten aan bod:
- Een sensor produceert gegevens over de echte wereld
- Hoe u de oogsensor effectief kunt gebruiken om gegevens te verzamelen
- Hoe de gegevens van de Eye Sensor te begrijpen
- Hoe je een hypothese maakt en deze test met behulp van data
Lab-samenvatting
Klik op de volgende tabbladen voor een samenvatting van wat de studenten in elk lab zullen doen en leren.
Lab 1 - Gegevens begrijpen
Hoofdvraag: Wat is de oogsensor en welke gegevens rapporteert deze?
- Studenten bouwen de Code Base 2.0 - Eye Down.
- Ze maken kennis met de Eye Sensor, hoe deze werkt en hoe deze gegevens rapporteert in de vorm van tintwaarden.
- Studenten bewegen de Code Base over het gebarsten oppervlak van een brug met het ooglampje uit. Vervolgens observeren en registreren ze de gegevens die de oogsensor rapporteert in de VEXcode GO Monitor.
- Studenten voorspellen of het inschakelen van het ooglicht invloed heeft op de gerapporteerde sensorgegevens.
- Vervolgens bewegen studenten de Code Base over het brugoppervlak met het ooglampje aan. Vervolgens observeren en registreren ze de gegevens die door de oogsensor worden gerapporteerd in de VEXcode GO Monitor.
- Ze vergelijken hun datasets om hun voorspellingen te bevestigen of te weerleggen en bespreken hoe en waarom de datasets verschillen.
Lab 2 - Gegevens verzamelen
Hoofdvraag: Hoe kan ik gegevens verzamelen met een sensor?
- Studenten krijgen te horen dat een burger heeft gemeld dat er in hun stad mogelijk een onveilige brug is. Zij fungeren als bruginspecteurs en leren de criteria voor veilige, risicovolle en gevaarlijke bruggen kennen, zodat ze deze bewering kunnen onderzoeken.
- Studenten gebruiken de oogsensor op de codebasis om gegevens te verzamelen over de onderkant van de brug.
- Zij registreren de afstands- en tintwaardegegevens met regelmatige tussenpozen in hun bruginspectierapporten.
- Vervolgens gebruiken leerlingen de gegevens om de tintwaarde en de afstand die de robot heeft afgelegd, grafisch weer te geven.
Lab 3 - Gegevens analyseren
Hoofdvraag: Hoe kan ik gegevens van een sensor analyseren?
- De leerlingen zetten hun onderzoek uit Lab 2 voort om te bepalen of er een scheur in de onderkant van de brug zit.
- Studenten berekenen de grootte van eventuele scheuren met behulp van de gegevens die ze in Lab 2 hebben verzameld.
- Ze analyseren de verzamelde gegevens op basis van de criteria om te bepalen of hun brug veilig, risicovol of gevaarlijk is.
Lab 4 - Een hypothese opstellen
Hoofdvraag: Hoe kan ik data gebruiken om een authentiek probleem op te lossen?
- Studenten leren over de factoren die de structuur van bruggen kunnen beïnvloeden en ervoor kunnen zorgen dat ze scheuren, zoals het klimaat, de overspanning van de brug en de hoeveelheid brugverkeer.
- Studenten krijgen datasets over verschillende bruggen en gebruiken deze om te bepalen welke bruggen voorrang moeten krijgen bij inspectie en reparatie.
- Omdat er zoveel bruggen zijn, kunnen ze niet allemaal tegelijk worden geïnspecteerd. Studenten bepalen samen welke brug het meest waarschijnlijk gebarsten is en geïnspecteerd moet worden, op basis van wat ze hebben geleerd.
- De leerlingen formuleren een hypothese over welke brug 'gevaarlijk' is en testen deze hypothese in Lab 5.
Lab 5 - Een hypothese testen
Hoofdvraag: Hoe kan ik gegevens gebruiken om een hypothese te testen?
- Op basis van de hypothese die de leerlingen in Lab 4 hebben opgesteld, zullen ze de oogsensor op de codebasis gebruiken om met regelmatige tussenpozen gegevens te verzamelen over de door hen gekozen brug.
- Ze registreren en analyseren hun gegevens om de hypothese die ze in Lab 4 hebben opgesteld, te testen.
- Studenten schrijven een inspectierapport van een brug waarin ze hun bevindingen samenvatten en aangeven hoe de gegevens hun hypothese ondersteunen of weerleggen. Zij zullen de rapporten met de klas delen.
Eenheidsnormen
De eenheidsnormen worden in elk laboratorium binnen de eenheid behandeld.
Vereniging van Leraren in de Informatica (CSTA)
1B-DA-06 : Organiseer en presenteer verzamelde gegevens visueel om relaties te benadrukken en een bewering te ondersteunen.
Hoe de standaard wordt bereikt: In Lab 1 voorspellen studenten of het gebruik van ooglicht invloed heeft op de manier waarop de oogsensor gegevens rapporteert. Ze verzamelen oogsensorgegevens over de kleuren op de brug, zowel met als zonder ooglicht. Ze ordenen de gegevens in een tabel en gebruiken deze om de voorspelling die ze hebben gedaan te ondersteunen of te weerleggen. In Lab 2 testen leerlingen een bewering dat een brug in hun stad onveilig is. Ze registreren afstandsintervallen en tintwaarden die door de oogsensor worden gerapporteerd in een tabel. Studenten gebruiken deze gegevens en presenteren deze in een grafiek om de locatie van de potentiële scheur te bekijken. In Lab 3 gebruiken leerlingen hun verzamelde gegevens om de relatie tussen de tintwaarde en de locatie en grootte van scheuren in hun brug aan te tonen, om zo de juistheid van hun bewering te bepalen.
In Lab 4 krijgen leerlingen een dataset over verschillende bruggen. Zij analyseren de gegevens om een hypothese op te stellen over welke brug het gevaarlijkst is en geïnspecteerd moet worden. In Lab 5 testen ze hun hypothese uit het vorige Lab door gegevens te verzamelen over de door hen gekozen brug. Studenten organiseren en presenteren hun gegevens en hoe de gegevens hun hypothese ondersteunen in hun bruginspectierapporten.
Vereniging van Leraren in de Informatica (CSTA)
1B-DA-07: Gebruik gegevens om oorzaak-gevolgrelaties te benadrukken of voor te stellen, uitkomsten te voorspellen of een idee te communiceren.
Hoe de standaard wordt bereikt: In Lab 1 gebruiken studenten verzamelde gegevens om de oorzaak-gevolgrelatie tussen het ooglicht en de manier waarop de tintwaarde door de oogsensor wordt gerapporteerd, te benadrukken. In Lab 2 verzamelen studenten gegevens door de brug te scannen met behulp van de oogsensor op de codebasis. Vervolgens gebruiken ze die gegevens om patronen in de gegevens via een grafiek weer te geven. In Lab 3 gebruiken studenten de verzamelde gegevens om de grootte en locatie van de scheur(en) in de brug te communiceren.
In Lab 4 gebruiken leerlingen gegevens om een hypothese te formuleren en voor te stellen over welke brug gevaarlijk is en geïnspecteerd moet worden. In Lab 5 testen ze hun hypothese door gegevens te verzamelen over de door hen gekozen brug. Deze gegevens gebruiken ze om hun ideeën over de veiligheid van de brug te communiceren in hun bruginspectierapport.